陈晴晴 古浩

摘 要：码头按结构型式主要分为重力式、板桩式和高桩梁板式等结构，本次以孟加拉某电厂码头为例，对水工结构的选型进行研究。

关键词：高桩梁板;结构选型

中图分类号：U651     文献标识码：A      文章编号：1006—7973（2021）02-0114-03

1概述

孟加拉某码头位于孟加拉国南部城市巴里萨尔，博杜阿卡利县，建设规模为3个8000吨卸煤泊位，设计年卸煤量375万吨。本次针对孟加拉某卸煤码头的特点，从技术、经济角度出发，对码头水工结构的选型开展研究。

2工程地质

根据工程区域的地质资料显示，拟建码头区域的土层自上而下分布如下（见图1）：

②粉砂：冲积、灰色、松散、饱和，以石英颗粒为主，云母次之，含约25%的粉粘粒，无胶结，河床区钻孔本层厚度11.5～18.0m，平均13.8m。标贯击数标准值5.3击，力学性质较差。

⑤粉细砂：冲积、灰色、松散～稍密、饱和，以石英颗粒为主，云母次之，含约10%～20%的粉粘粒，基本无胶结，河床区钻孔本层厚度10.5～17.5m，平均14.5m。标贯击数标准值10击，力学性质一般。

⑥细砂：冲积、灰色、以中密为主、局部稍密、饱和，以石英颗粒为主，云母次之，含约3%～10%的粉粘粒，无胶结，河床区钻孔本层厚度11.0～18.5m，平均15.3m。标贯击数标准值21.2击，力学性质较好。

⑥-1细砂：冲积、灰色、以密实为主、局部中密、饱和，以石英颗粒为主，云母次之，含约3%～10%的粉粘粒，无胶结，河床区钻孔本层厚度13.0～19.0m，平均15.3m，本次未揭穿。标贯击数标准值32.5击，力学性质好。可作为本次码头良好的桩基持力层。

码头区各土层桩基参数详见表2。

3码头主体结构选型

码头按结构型式可分为重力式、板桩式和高桩梁板等结构。

拟建码头区域地基表层为松散～稍密状砂层，平均厚度约为28m，具有压缩性高、灵敏度高、易于变形等特点，工程性能较差。且考虑到码头平面为离岸式布置，码头平台距离后方陆域约750m，重力式和板桩式结构型式均不适用于本项目。

根据本项目上部松散土层、下部埋深较深处有良好桩基持力层的地质特点，且考虑到码头采用离岸式栈桥平面布置型式，本项目码头主体结构推荐采用高桩梁板式结构。

高桩梁板式码头主要由下部桩基、上部结构组成。上部结构通常包括桩帽、横梁、纵向梁系、面板和靠船构件等组成。高桩梁板式码头结构的特点为：

（1）高桩梁板结构自重较轻、利用长桩可达到较深的硬土层，桩基承载力较高，使用期结构沉降变形小，结构受力明确;

（2）透空性较好，对水流及原有地形的影响均较小;

（3）高桩梁板式码头的上部结构可采用预制装配式，可以利用后方陆域作为预制构件场地，减少现场工作量，加快施工进度。

4下部桩基选型

4.1码头桩基类型及特点

目前，高桩码头常见的基桩有预制混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钻孔灌注桩、钢管桩等。

预制混凝土方桩的预制时间长，桩的抗弯能力有限，目前已较少采用。

预应力混凝土管桩具有桩身强度高、抗弯能力高、耐锤击能力强、水流阻力小、养护时间短等优点。同时造价适中，在高桩码头结构中得到越来越广泛的应用。

钻孔灌注桩对各类地基的适应性较强，施工时不需要大型沉桩设备，能较好适应各类沉桩环境;能够进入岩层，桩身刚度大，承载力高。但灌注桩成孔速度慢，桩基费用相对较高。

钢管桩具有抗弯、抗拉、抗剪性能优，强度高、水流阻力小、加工方便、沉桩容易、质量好等优点，现已广泛地应用于码头吨位大、地质条件差、风浪大的工程中。但是相对于其他桩型，钢管桩造价较高。

4.2本工程桩型选取分析

根据本项目的地质勘察报告，考虑沉桩方便，以Φ1000mm钢管桩作为设计桩型，以Φ1000mmPHC管桩（加长钢桩尖）和Φ1200mm钻孔灌注桩作为备选桩型。

5上部结构型式

5.1 上部结构型式确定

梁板式高桩码头的横梁为排架主梁，可以直接支承在基桩上，或通过桩帽与基桩连接。通常需要设置桩帽的码头，一般以下几种情况：

（1）沿海风浪大，施工条件差的大跨度高桩码头，为便于上部预制结构的安装施工，通常设置桩帽。

（2）当横梁采用预制时，通常在桩与横梁之间设置现浇桩帽，以利于调整沉桩偏位和桩顶标高。

（3）采用大直径桩基（1.2m及以上），为避免横梁宽度过大，通常在桩与横梁之间设置现浇桩帽，以便于横梁搁置。

图2为我国沿海某港区10万吨级通用码头泊位[1]，采用桩帽布置型式。

本工程位于Rabnabad河，掩护条件较好，施工水位不高，码头上部卸船机规格不大，考虑采用桩基直径1m的预制桩，采用桩顶直接现浇横梁的做法。根据我院在国内入海河口码头设计经验和工程实例，码头排架结构可以不需要设置桩帽，横梁可以直接支承在基桩上，取消桩帽结构的优点如下：一是减少了上部砼工程量，有利于节省工程投资;二是减少了施工工序，有利于加快施工进度。

根据上述的有关分析内容，本次码头上部结构由横梁、纵向梁系、叠合面板等组成，横梁直接搁置在桩基上。

5.2 上部结构布置

5.2.1纵梁的布置

纵梁的布置一般与码头轨道式装卸设备的轨道间距有关，卸煤泊位采用轨道式的桥式抓斗卸船机[2]。码头的纵向梁系布置在卸船机轨道位置处，在轨道梁中间为了保证码头的整体刚度，设置2～3道纵梁。

5.2.2面板的布置

根据我们在相似工程的设计经验，面板的厚度与面板跨度、上部荷载有着直接的关系。因此，码头预制面板考虑搁置在纵向梁系上，可以有效减小预制板的厚度，并通过现浇板缝将面板连接成整体。

5.2.3合理横向排架的确定

针对确定合理的排架，国内某海港做过专门的研究[3]，该项研究对于钢管桩和PHC桩梁板式结构分别选取了横向排架间距为6m、7m、8m、9m、10m、11m、12m共7个间距进行了方案的技术经济比较，最后得出结论是“码头承台排架间距8.0m时最为经济”，如图3。当然，该项研究针对的是某集装箱海港码头结构进行的，与本工程在地质、水文以及工艺荷载等方面有一些不同，但也有一定的借鉴意义。因此，本次重点针对卸煤泊位8m排架间距进行了计算。

本项目确定的码头平台上部结构方案为：卸煤泊位码头平台排架间距为8m码头上部结构由现浇横梁、纵向梁系、迭合面板和靠船构件等组成，其中纵向梁系包括边梁、普通纵梁、轨道梁。图4为本次优化设计后的码头断面。

6 结语

本次針对孟加拉某卸煤码头水工结构选型进行研究，对码头下部桩基及上部结构进行了较详细的技术分析，为类似工程的结构选型提供了借鉴，也为工程设计提供了有力依据。

参考文献：

[1]《海港工程设计手册》，交通部第一航务工程勘察设计院.

[2]《海港总体设计规范》（JTS165-2013）.

[3]许锡宾，对长江中、下游地区高桩码头结构型式的探讨，水运工程[J]，1989（4）.